हाल ही में, शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम), चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) के एडवांस्ड लेजर और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक फंक्शनल मैटेरियल्स विभाग में लिली हू के शोध समूह ने एल-बैंड ब्रॉडबैंड का विस्तार करने के लिए एक एम्पलीफायर के रूप में एर-डोप्ड सिलिकेट फाइबर की फील्ड स्ट्रेंथ के अनुकूलन पर आधारित एक नई योजना प्रस्तावित की है। संबंधित शोध परिणाम ऑप्टिक्स लेटर्स में "फ्लैट गेन के साथ एल-बैंड में एर-डोप्ड सिलिकेट फाइबर एम्पलीफायर" शीर्षक के तहत प्रकाशित किए गए थे।
बड़े डेटा और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के तेजी से विकास ने अगली पीढ़ी के ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में घने तरंग दैर्ध्य विभाजन मल्टीप्लेक्सर्स (DWDM) की क्षमता के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाया है। परिपक्व रूप से विकसित सी-बैंड (1530-1565 एनएम) एर्बियम-डॉप्ड फाइबर एम्पलीफायर (EDFA) की तुलना में, L-बैंड (1565-1625 एनएम) EDFA क्षमता-विस्तार करने वाले ऑप्टिकल संचार उत्पादों की एक नई पीढ़ी बन गया है। हालांकि, एल-बैंड ईडीएफए के विकास में कठिनाइयों और चुनौतियों का सामना करना पड़ता है: एर-डॉप्ड फाइबर का लाभ कम लंबी-तरंग उत्सर्जन क्रॉस-सेक्शन और गंभीर उत्तेजित अवस्था अवशोषण द्वारा सीमित है, जिसके परिणामस्वरूप 1600 एनएम से अधिक तरंग दैर्ध्य पर एक छोटा लाभ होता है। इसलिए, एर-डॉप्ड फाइबर सामग्रियों के लंबी-तरंग दैर्ध्य लाभ को कैसे बढ़ाया जाए, यह एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक समस्या है जिसे वर्तमान में एल-बैंड ब्रॉडबैंड एम्पलीफायरों के लिए हल करने की आवश्यकता है।
अनुसंधान दल ने सिलिकेट फाइबर मैट्रिक्स में Er आयनों के लाभ वृद्धि और वर्णक्रमीय आकार देने के लिए सूक्ष्म आयन क्षेत्र शक्ति मॉड्यूलेशन विधि की एक नई योजना का प्रस्ताव दिया है। Er आयनों के लिए एक लंबी-तरंग दैर्ध्य लाभ वृद्धि मैट्रिक्स के रूप में सिलिकेट फाइबर की व्यवहार्यता की सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक दोनों तरह से पुष्टि की गई है। इस योजना ने Er-डोप्ड सिलिकेट फाइबर में महत्वपूर्ण L-बैंड लाभ वृद्धि और लाभ समतलता अनुकूलन के लाभकारी प्रभाव प्राप्त किए। इस बीच, केवल 1.5 मीटर सिलिकेट फाइबर का उपयोग करके, विषम फाइबर फ्यूजन स्प्लिसिंग की सभी-फाइबर योजना को अपनाने से, L-बैंड में 1625 एनएम की सबसे लंबी तरंग दैर्ध्य पर लाभ गुणांक 4.7 डीबी/मी है, क्वार्ट्ज फाइबर की तुलना में, फाइबर में उच्च डोपेंट सांद्रता होती है, क्वार्ट्ज फाइबर की तुलना में, इस फाइबर में उच्च डोपिंग सांद्रता, छोटी उपयोग लंबाई और बड़े लाभ गुणांक होते हैं, जो एल-बैंड ईडीएफए की नई पीढ़ी के लिए महत्वपूर्ण सामग्री समर्थन प्रदान करता है।
यह कार्य चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन और राष्ट्रीय प्रमुख कार्यक्रमों द्वारा समर्थित है।
चित्र 1 Er-डोप्ड सिलिकेट फाइबर का L-बैंड लाभ
